Question

16．實驗室常用下列裝置來制取氣體：
（1）寫出圖中有標號儀器的名稱：①長頸漏斗②水槽
（2）若用高錳酸鉀制取氧氣時，所用發(fā)生裝置為A，還需補充的一項操作是在試管口處放一團棉花，發(fā)生反應的化學方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（3）二氧化碳氣體密度比空氣大，易溶于水．實驗室常用大理石與稀鹽酸在常溫下反應制取CO₂，可選用的制取裝置是B．
（4）用雙氧水和二氧化錳來制取氧氣時，在操作過程中，剛開始時錐形瓶內裝入二氧化錳，長頸漏斗內倒入過氧化氫溶液，有同學提議將長頸漏斗換成分液漏斗，其優(yōu)點是可以控制反應的速率．化學課程標準中指出通過實驗激發(fā)學生學習化學的興趣和培養(yǎng)學生的科學探究能力，并提供了有關過氧化氫分解制氧氣的實驗探討，內容如下：“分解過氧化氫制氧氣的反應中二氧化錳的催化作用”，以及“尋找新的催化劑”研究性實驗，引起了化學探究小組的興趣．

【提出問題】氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的催化劑？如果能，其催化效果如何？
【實驗探究】

實驗步驟	實驗現象
I．分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B 兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條，觀察現象．	A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃，B試管中無明顯現象
II．待A試管中沒有現象發(fā)生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復多次試驗，觀察現象．	試管中均產生氣泡，帶火星木條均復燃
III．將實驗II中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質量仍為ag．	/
IV分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D 兩支試管中，向C試管中加入ag氧化鐵粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末，觀察現象．	/

【實驗結論】
（1）A中產生的氣體是氧氣；
（2）實驗II、III證明：氧化鐵的質量和化學性質在反應前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑．
（3）寫出氧化鐵催化過氧化氫分解的化學方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【實驗評價】
（1）實驗設計IV的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
（2）若實驗IV觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑．
【實驗拓展】
查閱資料得知，CuO、CuSO₄、豬肝、馬鈴薯等也可以做過氧化氫溶液分解的催化劑．
下列有關催化劑的說法中正確的是B．
A、MnO₂只能作過氧化氫溶液分解的催化劑    
B、同一個化學反應可以有多種催化劑
C、催化劑只能加快化學反應的速率       
D、用作催化劑的物質不可能是其他反應的反應物或生成物
E、酶是一種重要的生物催化劑，它屬于糖類．

Answer 1

分析 （1）依據常用儀器名稱作答；
（2）依據制氧氣應注意的問題作答；依據書寫化學方程式的要領作答；
（3）實驗室制取二氧化碳，屬于固液反應，不需加熱；
（4）根據溫下用過氧化氫溶液在實驗室中制氧氣是固體與液體反應，不需加熱解答；根據分液漏斗的特點分析說明；
【實驗結論】（1）根據氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復燃進行解答；
（2）根據實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的質量和化學性質在反應前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑進行解答；
（3）根據氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣進行解答；
【實驗評價】（1）根據二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑進行解答；
（2）根據若實驗Ⅳ觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑進行解答；
【實驗拓展】根據催化劑的含義進行解答．

解答 解：
（1）儀器①的名稱是長頸漏斗；②是水槽；
（2）若用高錳酸鉀制取氧氣，為防止加熱時高錳酸鉀進入到導管，A裝置還需在試管口處放一團棉花；反應的化學方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）實驗室制取二氧化碳，屬于固液反應，不需加熱；應選擇的氣體發(fā)生裝置為：B；
（4）常溫下用過氧化氫溶液在實驗室中制氧氣是固體與液體反應，不需加熱，在操作過程中，剛開始時錐形瓶內裝入二氧化錳；長頸漏斗內倒入過氧化氫溶液；將長頸漏斗換成了分液漏斗，分液漏斗可以定量控制液體的用量，其優(yōu)點是可以控制反應的速率；
【實驗結論】（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復燃，所以有實驗現象A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃，可知A中產生的氣體是氧氣；故填：氧氣；
（2）實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的質量和化學性質在反應前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；故填：質量；化學性質；
（3）氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣，化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【實驗評價】（1）二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑，所以設計實驗Ⅳ的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；故填：氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
（2）若實驗Ⅳ觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；故填：二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
【實驗拓展】
A．MnO₂不只能作為氧化氫溶液分解的催化劑，還可以作其他反應的催化劑，故A錯誤；
B．根據題目的信息可知同一個化學反應可以有多種催化劑，故B正確；
C．催化劑不只是加快化學反應的速率，還能減慢化學反應的速率，故C錯誤；
D．用作催化劑的物質可能是其它反應的反應物或生成物，例如二氧化錳是高錳酸鉀受熱分解制氧氣的生成物，故D錯誤；
E、酶是一種重要的生物催化劑，它屬于蛋白質，故E錯誤．
故選：B．
答案：
（1）①長頸漏斗；②水槽；
（2）A；在試管口處放一團棉花；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）B；
（4）二氧化錳；過氧化氫溶液；可以控制反應的速率；
【實驗結論】（1）氧氣；
（2）質量；化學性質；
（3）2H₂O₂$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【實驗評價】
（1）氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
（2）二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑．
【實驗拓展】B．

點評 本道題主要考查了實驗室制取氣體發(fā)生裝置和收集裝置的選擇，發(fā)生裝置主要取決于反應物的狀態(tài)和反應條件，收集裝置主要取決于氣體的密度、溶水性、是否有毒、是否與水反應、是否與空氣中的物質反應等．